Работа молотильного аппарата

 
 

       На  комбайне установлен механизм привода ножа:

       − «ДОН-1500» – механизм качающейся шайбы;

      Каждый  из этих механизмов привода имеет  отличительные особенности в закономерности скорости перемещения ножа.

       4.1 Определение скорости начала и конца резания.

       Так как процесс резания происходит по принципу ножниц, то  начало резания осуществится в момент встречи точки A лезвия АВ с противорежущей пластиной пальца в точке A₁  (лезвие займет положение А₁В₁). При дальнейшем движении сегмента вправо режущая кромка, соприкасаясь с противорежущей пластиной пальца, будет защемлять растения и перерезать их. Резание закончится, когда точка B лезвия сегмента встретится с противорежущей пластиной пальца в точке B₂, а лезвие сегмента АВ займет положение А₂B₂ .

       Скорость начала и конца резания:

       − в принятом масштабе на расстоянии S по оси x нанести оси симметрии пальцев и сегментов;

       − согласно данным, приведенным в таблице 6.2, нанести противорежущие пластины пальцев и сегменты режущего аппарата;

       − обозначить режущие кромки AB и A₃B₃ сегментов;

       − обозначить положение точек А – начала координат xAy и 0 – центра полуокружности;

       − радиусом  r = S / 2 провести полуокружность;

       − переместить режущую кромку AB в положение A₁B₁.

       − из точки A₁ восстановить перпендикуляр до пересечения с окружностью в точке k₁;

       − обозначить ординату y_н и соответствующее ей перемещение x_н – начало резания;

       − переместить режущую кромку A₁B₁ в положение A₂B₂;

       − из точки A₂ восстановить перпендикуляр до пересечения с окружностью в точке k₂;

       − обозначить ординату y_к и соответствующее ей перемещение x_к – окончание резания;

     − нанести перемещение x_н ножа до начала резания, x_к – в конце резания и x_р – в течение процесса резания;

       − замерить ординаты y_н и y_к, определить скорости начала и окончания резания

V_{р н} = ω y_н  и V_{р к} = ω y_к.          (4.3)

V_{р н} = V_{р к} = 21,46∙27 = 1709,73; 

      Сравнить  полученные значения скорости резания  V_{р н} и V_{р к} с допустимыми (V_р  ≥ 1,5 м/с). 

       4.2 Построение траектории абсолютного движения точек ножа. Сегменты ножа режущего аппарата во время движения комбайна участвуют в двух видах движения – относительном по отношению к пальцам жатки и переносном вместе с комбайном.

       Для построения:

       − разделить полуокружность на части (не менее 6) и обозначить точки 1; 2; 3…6;

       − определить величину перемещения машины за один ход ножа – подачу на нож

       L = (π V_м) / ω = (30V_м) / n;                    (4.4)

                                  L = (30∙0,8) / 605 = 0,039

       − отложить на оси ординат A₂z (по направлению движения комбайна) величину подачи L на нож и разделить ее на 6 частей (что и полуокружность), обозначив соответственно точки 1¢; 2'; 3'...6';

     − провести из точек 1; 2; 3…6  на полуокружности вертикальные линии, а из точек 1¢; 2'; 3'...6' – горизонтальные до их взаимного пересечения в точках,  которые и будут промежуточными точками траектории;

       − соединить  точки  кривой, которая представляет собой  траекторию перемещения точек активной части лезвия сегмента ножа (А–А₁);

       − соединить этой траекторией точки В и В₁.

       Траекторию использовать при построении графика пробега режущей кромки сегмента с кривошипно-шатунным приводом.

       4.3 Построение графика пробега активной части лезвия сегмента и диаграммы высоты стерни.

       Для кривошипно-шатунного привода ножа шаг сегментов t , шаг пальцев t_о и ход S ножа равны между собой – 76,2 мм. Величина перемещения L машины за один ход ножа определяется по формуле 4.4.

       В зерноуборочных комбайнах типа «КЗС-7» ход S ножа больше шага сегментов t и пальцев t_о:

     S = 1,155 t = 1,155 t₀ = 85 мм,             (4.5)

где     t = t_o = 76,2 мм.

     − определить величину относительного смещения осей симметрии сегментов по отношению к осям симметрии пальцев 

∆S = (S − t) / 2 = (84 − 76) / 2 = 4 мм; 

     Вывод: Из проведенной работы следует, что отклонение высоты стерни (не учитывая рельеф поля) зависит от следующих факторов: скорости перемещения комбайна, скорости резания, и от положения стебля относительно противорежущей пластины. 
 
 
 
 
 

5 МОЩНОСТЬ, затрачиваемая КОМБАЙНОМ

НА  ВЫПОЛНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА  

       Для обеспечения работы комбайна необходимо выполнение условия:

       N_дв ≥ N_т ,       (5.1)

где N_дв – мощность двигателя, кВт;

    N_т – мощность, необходимая для выполнения технологического процесса, кВт.

       Мощность, необходимая для выполнения технологического процесса  комбайном [6],

N_т = N_р + N_ма + N_ро  + N_п,    (5.2)

где  N_р  – мощность, затрачиваемая на процесс резания, кВт;

    N_ма – мощность на привод молотильного барабана, кВт;

    N_ро  – мощность на привод остальных рабочих органов, кВт;

    N_п  – мощность на перемещение комбайна, кВт.

    N_т = 6,2 + 7,98 + 30 + 1,35 = 101 кВт. 

       6.1 Мощность, необходимая для выполнения процесса резания,

       N_р = T_max w r,                                               (5.3)

где  T_max – максимальная сила, действующая в приводе ножа, Н;

    w − угловая частота вращения ведущего вала привода, 1/с;

    r − радиус кривошипа механизма привода ножа, м.

    N_р = 2490 ∙ 63,3 ∙ 0,042 = 6,2 кВт. 

     В процессе резания на нож режущего аппарата действуют силы

       T_i = R_cр + P_ji + F,                                           (5.4)

где R_cр – среднее значение силы сопротивления срезу стеблей, Н;

       – сила инерции масс ножа, возникающая за счет непостоянства скорости перемещения ножа, Н;

    F – сила трения ножа по пальцевому брусу, вызываемая его силой тяжести, Н.

    T_i = 2462,1 + 2020,9 + 29,4 = 4512,3 Н. 

     6.1.1 Сила сопротивления срезу стеблей зависит от площади нагрузки и густоты стеблестоя

R_cр = (ε f_н z) / (x_к − x_н),                                            (5.5)

где  e – удельная работа, затрачиваемая на срез растений с 1 см² (e = 2 × 10^-2 Дж/см²);

    f_н – площадь нагрузки на лезвие сегмента, см²;

      х_н и х_к – величины перемещения ножа, соответствующие началу и концу резания м.

R_cр = (0,94 ∙ 32,8 ∙ 78) / (0,068 – 0,031) = 2462,1 H 

       Площадь нагрузки на лезвие сегмента

   f_н = L S,      (5.6)

где L – подача, см;

    S – ход ножа, см.

f_н = 8,4 ∙ 3,9 = 32,76 cм 

       Число сегментов

         z = B / t,      (5.7) 

где B – ширина захвата жатки, м;

    t – ширина сегмента, м.

         z = 6 / 0,076 = 79,95 м 

       5.1.2 Максимальное значение силы инерции (при х = 0 и х = S):

     − для механизма качающейся шайбы

     P_{j max} = ± m_н w² r cos²α;    (5.8)

где m_н − общая масса ножа (m_н = m_oB), кг;

    m₀ − масса одного погонного метра ножа (m_o = 2 кг/м).

P_{j max} = ± 12 ∙ 63,3² ∙ 0,042 ∙ cos²12 = 2020,9 H 

       5.1.3 Сила трения

       F = f G,       (5.9)

где G = m_н g – сила тяжести ножа, определяемая из расчета его длины;

    f – коэффициент трения (f = 0,25).

       F = 0,25 ∙ 117,7 = 29,43 H 

      5.2 Мощность, необходимая для обмолота (N_о) и на холостой ход (N_x):

       N_ма= N_о  + N_x.      (5.10)

       N_ма= 2,38 + 5,6 = 7,98 кВт.

     5.2.1 Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивлений от взаимодействия бичей с растительной массой,

            N₀ = {a_т + b_т [q_min]_ф} [q_min]_ф u_б,      (5.11)

где [q_min]_ф – секундная подача массы, кг/с;

    а_т и b_т – коэффициенты, зависящие от состояния и сорта культуры и конструктивных параметров молотильного устройства (для барабанно-декового аппарата а_т = 110 Н·(кг/с)^-1 и b_т = 9 Н×(кг/с)^-2).